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第4章种群和群落第1节种群的特征第2节种群数量的变化考纲考情三年24考高考指数:★★★★★1.种群的特征Ⅰ2.种群的数量变化Ⅱ3.实验：探究培养液中酵母菌数量的动态变化【知识梳理】一、种群特征1.调查种群密度的方法：(1)样方法：①适用范围：植物、___________的动物。②取样关键：_________，不能掺入主观因素。③常用取样法：___________、___________等。活动范围小随机取样五点取样法等距取样法(2)标志重捕法：①适用范围：___________、活动范围大的动物。②计算公式：_________(N为种群数量，M为标记个体数，n为第一次捕捉并标记数量，m为重捕个体中被标记个体数)。活动能力强N=M×n/m2.出生率和死亡率、迁入率和迁出率：某地区某年出生5人，死亡2人，迁入25人，迁出13人，该地区当年年初总人口数为1000人。①出生率=新出生的个体数目/个体总数=5‰②死亡率=________________________=2‰③迁入率=迁入的个体数目/个体总数=_____④迁出率=________________________=13‰死亡的个体数目/个体总数25‰迁出的个体数目/个体总数3.年龄组成和性别比例：(1)写出上图中各年龄组成的类型。①_______，②_______，③_______。增长型稳定型衰退型(2)各年龄组成类型的特点及种群密度的变化趋势：(3)性别比例：种群中_________数目的比例。类型年龄组成的特点种群密度的变化趋势①_______________________增大②各年龄段个体比例适中_________③_______________________减小幼年个体多，老年个体少基本不变幼年个体少，老年个体多雌雄个体二、种群数量的变化1.研究方法：构建数学模型。步骤：观察研究对象，提出问题→提出合理的_____→根据实验数据，用适当的_________表达→检验或修正。假设数学形式2.种群增长的“J”型曲线和“S”型曲线：(1)“J”型曲线。①产生原因：___________条件充裕、气候适宜、没有敌害等。②数学模型：________(N0为该种群的起始数量，t为时间，Nt为t年后该种群的数量，λ代表该种群数量是一年前种群数量的倍数)。③曲线特点：种群数量以一定的_____连续增长。食物和空间Nt=N0λt倍数(2)“S”型曲线。①产生原因：受环境条件，如_________________的制约。②曲线特点：种群数量达到___________(即K值)后，将停止增长。③决定因素：_______________________________。④影响因素自然因素：气候、食物、_____、_______等人为因素：_________空间、食物、天敌环境容纳量出生率和死亡率、迁入率和迁出率天敌传染病人类活动【盲点判断】1.(2011·北京高考T2C)用样方法研究固着在岩礁上贝类的种群关系。()2.气候、食物、天敌、传染病等都是影响种群数量变化的外界因素。()3.出生率、死亡率及迁入率、迁出率都直接影响种群数量的变化。()4.橡树种子常在母树附近形成集群是空间特征，由于薇甘菊入侵导致松树种群死亡率较高属于数量特征。()√√√√5.种群数量的变化也就是指种群数量的增长和波动。()6.对于“S”型曲线，同一种群的K值是固定不变的，与环境因素无关。()7.研究种群数量的变化有利于对有害动物进行防治以及对野生生物资源加以保护和利用。()××√【盲点判断点拨】1.固着在岩礁上的贝类活动范围小，可以用样方法研究它们的种群关系。2.影响种群数量变化的外界因素主要是种群生存所需的资源和空间，还受气候、天敌和传染病等因素的影响。3.种群的各个特征对种群的数量变动都有一定的作用，但种群密度、性别比例、年龄组成这三者只是在一定程度上影响种群的个体数量或者对种群的未来发展有一定的作用，而出生率、死亡率及迁入率、迁出率则是直接影响种群个体数量的多少，对种群的个体数量变动起决定作用。4.集群分布属于种群的空间特征，死亡率属于种群的数量特征。5.种群数量的变化除了增长和波动外，也会下降，甚至消亡。6.种群的K值即环境容纳量，是某一特定环境下的种群最大数量，环境改变，环境容纳量即随之改变。7.研究种群数量变化在野生生物资源的合理利用和保护、害虫的防治等方面有重要意义。【网络概览】考点一种群数量特征之间的关系分析及种群密度的取样调查1.各数量特征之间的关系：(1)图解：(2)分析。①最基本的数量特征——种群密度。②决定种群密度的直接因素——出生率和死亡率、迁入率和迁出率。③决定种群密度的间接因素——年龄组成和性别比例。④预测种群数量的变化趋势——年龄组成。增长型：出生率＞死亡率→增长稳定型：出生率≈死亡率→基本不变衰退型：出生率死亡率→减小种群密度(3)有关种群特征的实际应用归纳。①城市人口的剧增——迁入率迁出率造成的。②中国人口的增长——出生率死亡率造成的，不能单纯说是出生率高造成的。③计划生育政策——控制出生率，使增长率下降。④利用性外激素诱捕雄蛾——改变性别比例来降低出生率。⑤将性外激素释放到大田里，干扰雌雄蛾正常交尾——降低出生率。2.种群密度的调查方法：比较项目样方法标志重捕法调查对象植物或活动范围小的动物活动范围大的动物调查程序确定调查对象↓五点取样法等距取样法↓计数↓计算种群密度(取平均值)确定调查对象↓捕获并标记(数量为N1)↓重捕、计数↓计算种群密度()210NNNN捕获数N2标记数N0选取样方比较项目样方法标志重捕法注意事项①随机取样②样方大小适中③样方数量不宜太少④宜选用双子叶植物①标记个体与未标记个体在重捕时被捕的概率相同②调查期间没有大规模迁入和迁出，没有外界的强烈干扰【高考警示】使用样方法调查种群密度时的三点提醒(1)适用范围：样方法并非只适用于植物。对于活动能力弱、活动范围小的动物或某些昆虫卵也可用样方法调查。(2)计数原则：同种生物个体无论大小都要计数，若有正好在边界线上的，应遵循“计上不计下，计左不计右”的原则。(3)样方面积：与调查的植物有关，如乔木的样方面积为100m2，灌木为16m2。【通关题组】1.(种群特征曲线分析)下图为某地人口出生率和死亡率的变化曲线。则该种群的年龄组成()A.由稳定型变为增长型B.由衰退型变为稳定型C.由增长型变为稳定型D.由稳定型变为衰退型【解题指南】解答本题需注意两点：(1)正确识图，明确曲线起始时出生率=死亡率，后来出生率死亡率。(2)年龄组成与出生率和死亡率有关，当出生率死亡率时为增长型，出生率=死亡率时为稳定型，出生率死亡率时为衰退型。【解析】选A。开始时，出生率和死亡率相等，年龄组成为稳定型，后来出生率远大于死亡率，故年龄组成变为增长型。2.(种群密度的调查)(2014·合肥模拟)在某池塘中，第一次捕获鲫鱼106条，做上标记后放回，第二次捕获鲫鱼91条，其中有标记的25条。由此可以估算出该池塘中鲫鱼的密度。后来发现这次估算的结果与实际误差较大，分析其原因不正确的是()A.捕鱼用的渔网网眼太大B.被标记的鱼放回后有一小部分死亡C.两次捕获的鲫鱼数量较小D.重捕方法不当使捕获的鱼部分死亡【解题指南】本题的题眼是“估算的结果与实际误差较大，分析其原因”，明确网眼大小、标记的鱼死亡、捕获数量较小对估算结果的影响。【解析】选D。A项捕鱼用的渔网网眼大小与捕捞的鱼的大小有关，网眼太大导致只能捕捉大鱼，种群数量估算的也只是大鱼的数量。B项，如果被标记的鱼死亡，第二次捕获的被标记的鱼数量将减少，则对结果造成较大的影响。C项，两次捕获的数量较小，会带有较大的偶然性，也会造成估算结果较大的误差。D项重捕方法不当使捕获的鱼部分死亡，会影响到标记和未标记鱼的数量，故两次估算结果与实际误差不会太大。【互动探究】(1)上题所涉及的调查种群密度的前提条件是什么？提示：标记个体与未标记个体在重捕时被捕的概率相等，在调查期内没有出生和死亡，没有迁入和迁出。(2)从题设的捕获结果推算出该池塘中鲫鱼的种群数量(N)是多少。提示：N≈386(条)。N9110625，【解题金手指】年龄组成稳定≠种群数量稳定年龄组成为稳定型的种群，种群数量不一定保持稳定。原因有以下两点：(1)出生率和死亡率不完全取决于年龄组成，还与气候、食物、天敌等因素有关，譬如遇到剧烈的气候变化，可使种群数量急剧减少。(2)种群数量还与迁入率、迁出率直接相关。【加固训练】1.(2014·济南模拟)下列对种群特征的概念图(下图)分析正确的是()A.种群最基本的数量特征是出生率、死亡率B.“J”型增长的种群中没有死亡和迁出C.预测种群数量未来变化的主要依据是bD.种群数量达到K值时，c也达到最大并保持不变【解析】选C。本题考查种群特征的相关知识。根据概念图，a为性别比例，b为年龄组成，c为种群密度。A错误，种群最基本的数量特征是种群密度；B错误，“J”型增长的种群中也有死亡；C正确，预测种群数量未来变化的主要依据是年龄组成；D错误，种群数量达到K值时，种群密度在一定范围内波动。2.下列关于种群密度调查的叙述中，合理的是()A.作物植株上蚜虫的密度、草地中跳蝻的种群密度，不能用样方法进行调查B.运用标志重捕法调查时，个体被捕捉的概率应相等，而与年龄和性别无关C.用样方法调查玻璃容器中酵母菌数量的变化D.宜选择丛生或蔓生的单子叶草本植物作为抽样调查的对象【解析】选B。A错误，样方法适用于植物和活动能力弱的动物，蚜虫、跳蝻等可用样方法调查。B正确，取样时注意随机取样，每个个体被捕捉的概率应相等。C错误，酵母菌等微生物的计数方法可采用血细胞计数板计数。D错误，单子叶草本植物常常是丛生或蔓生，从地上部分难以辨别是一株还是多株，应选择好计数的双子叶草本植物作为抽样调查的对象。考点二种群数量的变化及其增长曲线分析1.种群增长的“J”型和“S”型曲线：曲线比较“J”型曲线“S”型曲线坐标曲线产生条件理想状态：①食物、空间条件充裕②气候适宜③没有敌害、疾病现实状态：①食物、空间有限②各种生态因素综合作用曲线比较“J”型曲线“S”型曲线增长率或增长速率保持不变K/2值处，增长最快，达到K值为0环境容纳量(K值)无K值有K值适用范围实验条件下或种群迁入新环境最初的一段时间自然种群曲线比较“J”型曲线“S”型曲线联系两种增长曲线的差异主要是由于环境阻力的有无造成的“J”型曲线“S”型曲线2.K值与K/2在实践中的应用：灭鼠捕鱼K/2(最大增长速率)灭鼠后，若鼠的种群数量在K/2附近，这时鼠的种群数量会迅速增加，则很难达到灭鼠效果使鱼的种群数量维持在K/2，捕捞后，鱼的种群数量会迅速回升K值(环境最大容纳量)改变环境，降低K值，使之不适合鼠生存保证鱼生存的环境条件，尽量提升K值3.影响种群数量变化的因素：种群的数量变化包括增长、波动、稳定、下降等。其影响因素主要有：(1)内因。①起始种群个体数量。②导致种群数量增加的因素：出生率和迁入率。③导致种群数量减少的因素：死亡率和迁出率。(2)外因。①自然因素：气候、食物、天敌、传染病等。②人为因素：种植业、养殖业发展，砍伐森林，猎捕动物，环境污染等。【高考警示】(1)λ≠增长率：λ为某时段结束时种群数量为初始数量的倍数，而非增长率。增长率=(末数-初数)/初数×100%=(N0λt+1-N0λt)/N0λt×100%=(λ-1)×100%。(2)环境容纳量≠种群数量能达到的最大值：种群数量能达到的最大值是种群数量在某一时间点出现的最大值，这个值存在的时间很短，大于环境容纳量。【通关题组】1.(“J”型和“S”型曲线的比较)(2014·淮南四校联考)下图为种群增长的“J”型和“S”型曲线数学模型，结合所学的有关知识分析下列叙述，正确的一项是()A.只要环境中的食物和空间条件充足，种群就按“J”型曲线增长B.从模型建构来看，可以将“S”型曲线的开始阶段视为“J”型增长C.“J”型曲线增长的种群随密度增大种内竞争增强D.种群的“S”型曲线增长受种群自身